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350MW供热机组给水泵汽轮机汽源切换分析
【摘要】：通过对任丘电厂汽动给水泵组存在的汽源切换问题进行深
度剖析，并结合我司实际情况进行探讨研究，最终提出相应的解决方案，以实现350MW供热机组汽动给水泵安全稳定的运行
【关键词】：切换时机；调门开度；稳定汽源；无扰切换
【概述】：任丘电厂的机组给水系统包括两台50％容量的汽动给水
泵及其前置泵，并共用一台35％容量的电动给水泵。以四段抽汽作为小机的主要供汽汽源，辅汽供汽、再热器冷段抽汽作为备用汽源。在机组启动前期采用辅汽供汽，当机组达到200MW且四段抽汽压力大于0.8MPa时，将汽源切至四段抽汽。正常运行时采用四段抽汽供汽，机组停机或事故条件下四段抽汽不足以为汽动给水泵提供汽源时，将汽源切至辅汽，仍不能满足小机需要时切至再热器冷段抽汽。 如何实现小机汽源的无扰切换，实现供汽的平稳过渡，保证小机安全可靠地运行，是汽动给水泵组调节的重点和难点。尤其是在事故状态下，若小机供汽压力不足，可能会造成锅炉上水不足，严重时甚至导致锅炉断水，MFT动作；若供汽压力过大，稍有不慎，就可能造成小机超速的严重事故。
任丘电厂建成投产以来曾多次因小机供汽压力不足，事故条件下未能满足锅炉给水需要，最终导致事故扩大甚至MFT动作。而因小机供汽压力过大造成小机超速事故，也屡有发生。
2014年3月25日22时任丘电厂#2机组负荷由300MW降至150MW,当时四段抽汽压力0.4MPa ,辅汽压力0.7 MPa，锅炉D磨煤机堵磨后吹通，汽压上涨很快，为了保证锅炉给水流量，小机不断增加转速。但由于四抽压力低，且运行人员未及时将小机起源倒换至辅汽，小机
调门开至全开，小机由锅炉自动跳为转速自动，锅炉人员调整后汽压下降，给水流量大幅增加，快速关小调门开度，降低小机转速，造成锅炉储水罐水位快速上升，联开锅炉紧急放水。
2014年4月13日10时任丘厂#1机组临修后启动，负荷260MW，三台磨煤机运行，由于检修人员误碰造成A磨煤机跳闸，运行人员降负荷过快，导致气压迅速上升,同时四段抽气压力下降，未能实现汽源顺利倒换，小机供汽压力不足，转速下降，锅炉缺水信号反馈至汽动给水泵组，小机调门逐渐开启至全开。但给水压力仍然不足，未能克服压力为锅炉提供给水，最终给水泵流量低再循环门联开，给水流量低，锅炉MFT，机组掉闸。
小机汽源切换过程中除了要关注压力的平稳过渡，还应密切注意温度的平衡。
2013年3月18日19时任丘#1机组做甩负荷试验，辅汽备用气源蒸汽压力逐渐提供至1.8 MPa，厂用汽母管压力0.78 MPa，高于四抽压力0.76 MPa。由于辅汽温度低于四抽温度，使汽泵进汽温度由304℃降至173℃，蒸汽焓值降低，做功能力变差，A、B汽泵调门全开，给水泵出力大幅降低，导致给水泵再循环联开，给水流量低，MFT动作。 小机调门的选择也是小机汽源切换过程中不可忽视的重要问题。 近几年很多给水泵汽轮机采用了高低压双调门型式。以四段抽汽为小机的主要汽源，通过低压调节汽门实现汽泵转速调节，辅汽作为辅助汽源也通过低压调门进行调节，再热器冷段抽汽作为高压辅助汽源通过高压调门进行调节。四段抽汽压力不足时，联开辅汽汽源供汽，还不足以满足小机汽源压力要求时，切为冷再高压供汽。在此过程中，由于再热器冷段压力很大，如果调控不好高压汽源至小机调门开度，很容易造成高低调阀重叠度大，发生汽动给水泵高低调阀频繁抖动现象，甚至进汽超压，造成小机超速事故。锦州盘锦电厂就曾发生过因小机进汽超压，造成小机超速事故。
通过对任丘电厂小机汽源切换过程中出现的问题进行深度剖析，总结出以下几点：
1、小机汽源切换时机把握不好
过早或过晚切换小机汽源，均会因进汽压力不稳引起转速较大波动，从而导致给水压力、流量大幅波动。
2、辅汽至小机供汽电动门后未安装调整门
任丘电厂原设计中在辅汽至小机供汽电动门后安装一个调整门，以实现辅汽和四抽无扰切换。但由于任丘电厂工程安装时因位置原因未安装该门，使得切换小机汽源时辅汽至小机供汽门只能全开全关，无法实现汽源的无扰切换。
3、机组运行中没有自动切换汽源逻辑
当机组发生掉磨等突发事故时，四段抽汽压力快速下降，运行人员经常来不及手动切换小机汽源，而且处理事故过程中还经常会出现超调现象，导致气压大幅波动，锅炉上水困难，甚至发生锅炉断水，MFT动作事故。
4、小机汽源倒换时疏水不充分，进汽温度过低
当备用汽源压力符合切换条件时，若新进汽温度低于原汽源温度，
又未能在倒换前进行充分的疏水，则很可能会造成因进汽温度过低造成给水泵出力大幅下降，锅炉上不去水。
5、小机调门开度过调，汽源切换时不能及时关闭至正常 实际经验表明，小机调门开度在70﹪以上时将丧失调节能力，当锅炉缺水信号反馈至汽动给水泵组时，为了提供更多的给水，小机调门开度逐渐开大，事故条件下经常超调开至全开，当汽源切换后，调门回调，由于调门已全开，调整至正常开度时间较长，往往导致切换过程中压力波动，影响小机转速波动，减缓锅炉上水速度。 6、辅汽与小机为同一汽源，失去备用汽源意义
在任丘电厂原设计中正常运行中辅汽汽源也为四段抽汽，当负荷快速下降时，四段抽汽压力迅速降低，辅汽联箱压力也随之降低，无法为小机提供紧急汽源，失去了备用汽源的意义 7、高低压双调门设计增加了汽源切换的难度
近几年很多汽动给水泵组采用了高低压双调门型式。以四段抽汽为小机的主要汽源，通过低压调节汽门实现汽泵转速调节，辅汽作为辅助汽源也通过低压调门进行调节，再热器冷段抽汽作为高压辅助汽源
通过高压调门进行调节。四段抽汽压力不足时，联开辅汽汽源供汽，还不足以满足小机汽源压力要求时，切为冷再高压供汽。在此过程中，由于再热器冷段压力很大，如果调控不好高压汽源至小机调门开度，很容易造成高低调阀重叠度大，发生汽动给水泵高低调阀频繁抖动现象，甚至造成小机超速事故
通过对任丘电厂运行中出现的小机汽源调节问题进行细致深刻的探讨总结，并结合我司实际情况进行分析研究，提出如下解决方案：
1、机组启动时应在机组达到200MW且四段抽汽压力大于0.8MPa时，及时将汽源切至四段抽汽，反之当机组停机或事故条件下当四段抽汽降至0.8MPa时，及时将汽源由四抽倒至辅汽带。
2、我司在工程建设阶段应在辅汽至小机供汽电动门后留有足够空间，安装调整门，并保证调整门灵活，可靠，严密。机组正常运行时，关闭该门，全开电动门，启停机或事故状态下靠调节调门开度调整进汽压力。
3、增加锅炉发生掉磨等紧急事故时联动小机由“锅炉自动”切至“自动控制”逻辑，当出现紧急情况时，汽机通过调门开度自动调压力，防止气压过大，上水困难。检查DCS中有达到条件自动进行小机汽源切换逻辑，预防运行人员来不及手动切换汽源或出现超调现象。并定期进行试验，检查汽源切换顺利可靠。
4、当汽源进行切换时，密切监视进汽气温，发现温度较低，及时开启疏水，提高进汽温度。
5、联系热工改进小机调门开度限制，将调门开度最大设置在75%，减少汽源切换后阀门关回时间。
6、将冷再抽汽作为辅汽联箱正常工作汽源，防止因四段抽汽压力下降，造成辅汽压力随之下降，失去备用汽源意义。考虑到我司未设置电动给水泵，当两台汽动给水泵均跳闸且启动锅炉来不及启动时，可利用冷再为辅汽联箱提供汽源，再间接为小机提供汽源，对给水泵汽轮机进行冲转（华润电力菏泽电厂就曾在两台汽泵均跳闸时未投电
泵，直接靠冷再抽汽将小机冲转成功)。而任丘电厂实际运行中一直使用冷再抽汽为辅汽联箱提供正常供汽，未发现有不利影响 7、若我司三期小机设计有高低压双调门，运行可以考虑单独使用低压调门进行调节，取消高压调门进汽逻辑。（国内多家电厂采用此方案，任丘电厂仅有低压调门）
【结束语】
汽动给水泵的调节一直是运行调节中的重点和难点，而小机进汽汽
源的顺利切换则是机组安全可靠运行的保障。在将来我司的生产运行过程中，我们要充分做好事故预想，积极思考随时可能发生的任何突发事件的应对措施。在处理事故时沉着冷静，优先保障锅炉不断水，不扩大事故，将事故影响降至最低，最大程度上保障机组稳定安全的运行。
参考文献：
1、 任丘电厂《350MW超临界机组集控运行规程》 2、 任丘电厂《350MW超临界机组汽轮机培训教材》